專利名稱：傾斜傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種當(dāng)測定對象物傾斜時檢測其傾斜狀態(tài)的傾斜傳感器。
并且，機(jī)器22一旦傾斜則固定部件23就和機(jī)器22整體傾斜，并隨之由應(yīng)變檢測元件26檢測到變形部件24的歪斜變形量發(fā)生變化，這樣檢測出機(jī)器22的傾斜。
但是，在使用上述的傾斜傳感器21時，由于裝有應(yīng)變檢測元件26的變形部件24是由呈方柱狀的陶瓷構(gòu)成，所以不容易變形，且其配重部件25的重量必須要重，所以就產(chǎn)生大幅度增加了固定傾斜傳感器21的機(jī)器22的總重量的問題。
另外，由于隨著配重部件25的重量的增加其體積也按比例增大，因此機(jī)器22為了容納傾斜傳感器21的空間就必須加大，所以就導(dǎo)致了機(jī)器22大型化的問題。
這些問題，當(dāng)把傾斜傳感器21裝在錄像攝像機(jī)等小型便攜式電子機(jī)器上使用時就成了特別顯著的問題。
本發(fā)明，鑒于這樣的以往技術(shù)的情況，其目的在于提供一種具備容易產(chǎn)生歪斜變形的變形部件的小型輕量的傾斜傳感器。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明的傾斜傳感器，設(shè)有一端支撐于固定部件而另一端具有配重部件的平板狀的變形部件和粘接于該變形部件的一面上的應(yīng)變檢測元件，其最主要的特征在于通過由應(yīng)變檢測元件檢測上述變形部件的歪斜變形的變形量來求出其傾斜。
并且，本發(fā)明的傾斜傳感器，其特征在于把阻止所述變形部件超過規(guī)定量變形的遮擋部件、沿所述變形部件的歪斜變形方向配置于把所述變形部件夾在中間的相互對向的位置上。
另外，本發(fā)明的傾斜傳感器，其特征在于在所述遮擋部件上設(shè)有可與所述配重部件接觸的緩沖部件。
另外，本發(fā)明的傾斜傳感器，其特征在于是用膠片印刷電路板和印刷形成于該膠片印刷電路板表面上的應(yīng)變電阻元件構(gòu)成應(yīng)變檢測元件。
另外，本發(fā)明的傾斜傳感器，其特征在于把所述應(yīng)變檢測元件配置于靠近所述變形部件的一端。
另外，本發(fā)明的傾斜傳感器，其特征在于在所述膠片印刷電路板的比所述應(yīng)變電阻元件接近所述固定部件的部位形成有切口部，并在所述膠片印刷電路板表面的所述切口部的兩側(cè)形成從所述應(yīng)變電阻元件引出的導(dǎo)體圖形。
另外，本發(fā)明的傾斜傳感器，其特征在于在所述膠片印刷電路板的表面設(shè)有兩個所述應(yīng)變電阻元件而構(gòu)成所述應(yīng)變檢測元件，在所述變形部件的另一面上也粘接有一個與該應(yīng)變檢測元件同一結(jié)構(gòu)的應(yīng)變檢測元件，用在所述變形部件的一面上配置的兩個所述應(yīng)變電阻元件和在所述變形部件的另一面上配置的兩個所述應(yīng)變電阻元件形成橋式電路。
另外，本發(fā)明的傾斜傳感器，其特征在于任何一個所述應(yīng)變電阻元件都用同樣材料形成，并且把配置在所述變形部件的一面上的所述應(yīng)變檢測元件的所述膠片印刷電路板與配置在所述變形部件的另一面上的所述應(yīng)變檢測元件的所述膠片印刷電路板連體形成并對折，將其相互對向的面分別粘接在所述變形部件的一面及另一面上。


圖1是本發(fā)明一實施例的傾斜傳感器的分解立體圖。
圖2是透視遮擋部件來表示該傾斜傳感器的的主視圖。
圖3是該傾斜傳感器的側(cè)視圖。
圖4是該傾斜傳感器所具備的應(yīng)變檢測元件的展開俯視圖。
圖5是該應(yīng)變檢測元件的電路圖。
圖6是用于說明該傾斜傳感器動作的模式圖。
圖7是用于說明該傾斜傳感器動作的模式圖。
圖8是以往的傾斜傳感器的概略圖。
圖中1-基板(固定部件)，1a-透孔，1b-通孔，2-布線圖形，3-變形部件，3a-安裝部，3b-安裝腳，4-配重部件，5、6-應(yīng)變檢測元件，7-膠片印刷電路板，7a-切口部，8、9-應(yīng)變電阻元件，10-導(dǎo)體圖形，10a-焊接區(qū)，11、12-輸出端子線路，13、14-遮擋部件，13a、14a-安裝腳，15-連接板，16-緩沖部件。
如圖1～圖3所示，本實施例的傾斜傳感器，由作為固定于測定對象物上的固定部件的基板1、一端被支撐在該基板1上的變形部件3、安裝于該變形部件3的另一端的配重部件4、粘接于變形部件3上的應(yīng)變檢測元件5、6、沿變形部件3的歪斜變形方向(箭頭A、B方向)且把變形部件3夾在中間而對向設(shè)置的遮擋部件13、14等構(gòu)成。
下面，按順序說明構(gòu)成該傾斜傳感器的各部件的具體結(jié)構(gòu)。
基板1由絕緣合成樹脂制成，如圖1所示，開設(shè)有兩個透孔1a和4個通孔1b，并在其表面上有間隔地并列設(shè)置了8條配線圖形2。
變形部件3，由不銹鋼等彈性金屬薄板制成，如圖1～圖3所示，被形成為平板狀，并在一端被形成為寬的安裝部3a的兩側(cè)的彎曲部分上、分別連著安裝腳3b，把安裝腳3b插過基板1的透孔1a進(jìn)行鉚接固定，這樣以懸臂梁狀態(tài)能向箭頭A、B方向產(chǎn)生歪斜變形地被支撐在基板1上。
配重部件4，是用含有鎢等高比重合金制成，并用焊接或鉚接等方法將其安裝在變形部件3的另一端。
應(yīng)變檢測元件5、6，如圖4所示，分別有膠片印刷電路板7和印刷于其表面的兩個應(yīng)變電阻元件8、9，且兩膠片印刷電路板7由連成一張的聚酰亞氨膠片制成，并通過將其以折線C對折并把互相對向的面用粘接劑粘接在靠近變形部件3的一端上，如圖1～圖3所示，形成在變形部件3的一面配置應(yīng)變檢測元件5、并在與應(yīng)變檢測元件5的對面變形部件3的另一面配置應(yīng)變檢測元件6的狀態(tài)。
并且，如圖2、圖4所示，分別在應(yīng)變檢測元件5、6的膠片印刷電路板7上并在比應(yīng)變電阻元件8、9接近基板1的部位設(shè)有心形孔的切口部7a，在各膠片印刷電路板7表面的切口部7a的兩側(cè)，形成從應(yīng)變電阻元件8、9引至膠片印刷電路板7一端的導(dǎo)體圖形10，并在除了膠片印刷電路板7表面一端的部分塗敷形成覆蓋應(yīng)變電阻元件8、9及導(dǎo)體圖形10的保護(hù)層(無圖示)。
該應(yīng)變檢測元件5、6，在通過以銀糊作為印刷油墨進(jìn)行印刷而形成導(dǎo)體圖形10的薄片狀的基材(大多是聚酰亞氨膠片)的表面上，用把石墨粉與粘接劑混合·攪拌而成的糊狀油墨進(jìn)行網(wǎng)板印刷，排列形成多個應(yīng)變電阻元件8、9，并在塗敷形成上述保護(hù)層以后，把該基材沖裁成上述形狀。
另外，通過把引至各膠片印刷電路板7一端的導(dǎo)體圖形10一端的寬幅焊接區(qū)10a分別錫焊在基板1的配線圖形2上，如圖5所示，該應(yīng)變檢測元件5、6在基板1的表面上，把串聯(lián)連接的應(yīng)變檢測元件5的應(yīng)變電阻元件8和應(yīng)變檢測元件6的應(yīng)變電阻元件9、以及串聯(lián)連接的應(yīng)變檢測元件5的應(yīng)變電阻元件9和應(yīng)變檢測元件6的應(yīng)變電阻元件8形成并聯(lián)的橋式電路，并在該橋式電路的兩端施加例如5伏左右的電壓V，并把形成于基板1表面的輸出端子圖形11、12與串聯(lián)連接的應(yīng)變電阻元件8、9的各個中點連接。
遮擋部件13、14，由把一張金屬平板整體彎曲而成，如圖1所示，分別在遮擋部件13的一端設(shè)有一對安裝腳13a、在遮擋部件14的一端設(shè)有一對安裝腳14a，并用連接板15把遮擋部件13、14的另一端連接。
然后，通過把安裝腳13a、14a分別插入基板1的通孔1b中并把它們以鉚加工固定，把遮擋部件13、14以在變形部件的3歪斜變形方向(箭頭A、B方向)將變形部件3夾在中間而對向配置的狀態(tài)將其支撐在基板1上，并在遮擋部件13、14的對向的面上，以夾持配重部件4相對向地分別貼著由橡膠材料制成的緩沖部件16。
本實施例的傾斜傳感器的結(jié)構(gòu)如上所述，下面，說明其動作。
該傾斜傳感器，在被組裝于作為測定對象物的各種機(jī)器，例如攝像機(jī)等小形的便攜式電子機(jī)器，并在其內(nèi)部以固定于基板1的狀態(tài)下使用，當(dāng)該機(jī)器相對于水平狀態(tài)傾斜了θ角時，則如圖6所示，與其連成一體的基板1就傾斜，其作用于配重部件4的重力F的分力F1＝F·Sinθ作用于變形部件3，由于對變形部件3施加了力矩，所以變形部件3向箭頭A方向產(chǎn)生歪斜變形。
因此，在變形部件3上粘接的應(yīng)變檢測元件5、6的膠片印刷電路板7產(chǎn)生撓曲，并因此而拉伸及壓縮應(yīng)變檢測元件5、6的應(yīng)變電阻元件8、9，使這些應(yīng)變電阻元件8、9的電阻值變化，即，隨著變形部件3向箭頭A方向歪斜變形則應(yīng)變檢測元件5的應(yīng)變電阻元件8、9被拉伸，其電阻值變大，應(yīng)變檢測元件6的應(yīng)變電阻元件8、9被壓縮，其電阻值變小。
然后檢測出把變形部件3的歪斜變化的變形量作為因應(yīng)變檢測元件5、6的電阻值的變化而從輸出端子圖形11、12的輸出電壓的變化量，并以此可以求出上述機(jī)器的傾斜角度θ。并且，用上述的橋式電路大幅度地放大從輸出端子圖形11、12輸出電壓的變化量，以此可以敏感度更高地檢測出變形部件3的變形量。
另外，當(dāng)上述機(jī)器向上述相反方向傾斜時，則如圖7所示，與其連成一體的基板1就傾斜，其作用于配重部件4的重力F的分力F1＝F·Sinθ作用于變形部件3，由于對變形部件3施加了力矩，所以變形部件3向箭頭B方向歪斜變形。
因此，隨著變形部件3向箭頭B方向歪斜變形，應(yīng)變檢測元件5的應(yīng)變電阻元件8、9被壓縮，其電阻值變小，而應(yīng)變檢測元件6的應(yīng)變電阻元件8、9被拉伸，其電阻值變大。這樣，和圖6一樣，檢測出把變形部件3的歪斜變化的變形量作為因應(yīng)變檢測元件5、6的電阻值的變化而從輸出端子圖形11、12的輸出電壓的變化量，并以此可以求出上述機(jī)器在向相反傾斜狀態(tài)下的傾斜角度θ。
然而，根據(jù)本實施例的傾斜傳感器，由于具有平板狀的變形部件3，隨機(jī)器的傾斜而容易歪斜變形，所以配重部件4的重量不必那么重，因此也可以抑制配重部件4體積的增大，并實現(xiàn)輕量化·小型化。
并且，由于沿變形部件3的歪斜變形方向(箭頭A、B方向)把變形部件3夾在中間相對向地配置遮擋部件13、14，所以即使在因跌落等原因施加了過大的沖擊力，也可以用遮擋部件13、14限制變形部件3超過規(guī)定量的變形，所以不會對變形部件3的安裝部3a附近作用過度的力，從而可以防止其附近部分因塑性形變而損壞。
另外，由于在遮擋部件13、14上分別配置了面向可與配重部件4接觸的緩沖部件16，所以可以緩和對配重部件4的沖擊力，并可以減小在施加了過大沖擊力時的作用于變形部件3的安裝部3a附近的力。
另外，由于把應(yīng)變檢測元件5、6粘接在靠近變形部件3的一端(距中央的固定部件側(cè))，因此，可把應(yīng)變電阻元件8、9配置在變形部件3的歪斜變形量最大的部位，并能通過應(yīng)變電阻元件8、9的拉伸·壓縮而高敏感度地檢測出上述機(jī)器微小的傾斜。
而且，由于在比應(yīng)變檢測元件5、6的應(yīng)變電阻元件8、9靠近基板1的部位設(shè)有切口部7a，所以能防止受應(yīng)變檢測元件5、6(膠片印刷電路板7)牽引而阻礙變形部件3的歪斜變形。
另外，由于是以緊挨著的應(yīng)變電阻元件8、9的兩組單元而沖裁出上述薄片狀的基材并形成應(yīng)變檢測元件5、6，所以各個應(yīng)變檢測元件5、6的應(yīng)變電阻元件8、9在相同的制造條件下其電氣特性和溫度特性一致，并且可以不需要把應(yīng)變檢測元件5、6分別作為單個的個體一個一個地沖裁、從多個應(yīng)變檢測元件5、6中選擇電氣特性一致的配對時所花費在配對選擇的費用和時間，因此，可以實現(xiàn)裝配作業(yè)的簡單化并提高生產(chǎn)率。
(發(fā)明效果)本發(fā)明以如上述說明的方式實施，并取得如下所述的效果。
本發(fā)明的傾斜傳感器，由于變形部件為平板形狀，所以能容易歪斜變形，因此，配重部件的重量不必那么重，并且也可以抑制上述配重部件體積的增大，從而實現(xiàn)輕量化·小型化。
另外，由于在變形部件的歪斜變形方向把遮擋部件配置為將變形部件夾在中間的形式，所以可以在因跌落等原因施加過大的沖擊力時限制上述變形部件超過規(guī)定量的變形，從而可以防止上述變形部件的損壞。
另外，由于在上述遮擋部件上設(shè)置了面向配重部件并可與其接觸的緩沖部件，所以可以減小在施加過大沖擊力時的作用于上述變形部件的力。
另外，由于用膠片印刷電路板及在其表面上印刷成形的應(yīng)變電阻元件構(gòu)成檢測上述變形部件歪斜變形的變形量的應(yīng)變檢測元件，所以制造簡單，與使用以腐刻技術(shù)制成的應(yīng)變儀作為應(yīng)變檢測元件時相比可以促進(jìn)傾斜傳感器的廉價化。
另外，由于把上述膠片印刷電路板配置在靠近變形部件的一端，所以能高敏感度地檢測出微量的傾斜。
而且，由于在上述應(yīng)變檢測元件的膠片印刷電路板上設(shè)有切口部，并在上述膠片印刷電路板的該切口部的兩側(cè)形成從上述應(yīng)變電阻元件引出的導(dǎo)體圖形，所以上述應(yīng)變檢測元件不會阻礙上述變形部件(膠片印刷電路板)的歪斜變形，并可以進(jìn)行上述應(yīng)變電阻元件的電氣連接。
另外，由于在上述膠片印刷電路板的表面上設(shè)有兩個上述應(yīng)變電阻元件而構(gòu)成了上述應(yīng)變檢測元件，并把應(yīng)變檢測元件分別粘接于上述變形部件的兩面上，配置在上述變形部件一面上的兩個上述應(yīng)變電阻元件與配置在上述變形部件另一面上的兩個上述應(yīng)變電阻元件構(gòu)成橋式電路，所以可以用該橋式電路使輸出增幅并可以高敏感度地檢測出上述變形部件的變形量。
另外，由于都用相同的材料形成上述應(yīng)變電阻元件，并且，把配置在上述變形部件一面上的上述應(yīng)變檢測元件的上述膠片印刷電路板和配置在上述變形部件另一面上的上述應(yīng)變檢測元件的上述膠片印刷電路板連成一體成形并對折，并把相互對向的面分別固定在變形部件的一面及另一面上，所以上述應(yīng)變電阻元件、其電氣特性和溫度特性都一致，提高了檢測精度、實現(xiàn)組裝槽作的簡單化并可提高生產(chǎn)率。
權(quán)利要求
1.一種傾斜傳感器，其特征在于設(shè)有一端支撐于固定部件上而另一端具有配重部件的平板狀的變形部件，和粘接在該變形部件的一面上的應(yīng)變檢測元件，通過所述應(yīng)變檢測元件檢測所述變形部件歪斜變形的變形量而求出其傾斜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傾斜傳感器，其特征在于把阻止所述變形部件超過規(guī)定量變形的遮擋部件、沿所述變形部件的歪斜變形方向配置于把所述變形部件夾在中間的相互對向的位置上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的傾斜傳感器，其特征在于在所述遮擋部件上設(shè)有可與所述配重部件接觸的緩沖部件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傾斜傳感器，其特征在于是用膠片印刷電路板和印刷形成于該膠片印刷電路板表面上的應(yīng)變電阻元件構(gòu)成所述應(yīng)變檢測元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的傾斜傳感器，其特征在于把所述應(yīng)變檢測元件配置于靠近所述變形部件的一端。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的傾斜傳感器，其特征在于在所述膠片印刷電路板的比所述應(yīng)變電阻元件接近所述固定部件的部位形成有切口部，并在所述膠片印刷電路板表面的所述切口部的兩側(cè)形成從所述應(yīng)變電阻元件引出的導(dǎo)體圖形。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的傾斜傳感器，其特征在于在所述膠片印刷電路板的表面設(shè)有兩個所述應(yīng)變電阻元件而構(gòu)成所述應(yīng)變檢測元件，在所述變形部件的另一面上也粘接有一個與該應(yīng)變檢測元件同一結(jié)構(gòu)的應(yīng)變檢測元件，用在所述變形部件的一面上配置的兩個所述應(yīng)變電阻元件和在所述變形部件的另一面上配置的兩個所述應(yīng)變電阻元件形成橋式電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的傾斜傳感器，其特征在于任何一個所述應(yīng)變電阻元件都用同樣材料形成，并且把配置在所述變形部件的一面上的所述應(yīng)變檢測元件的所述膠片印刷電路板與配置在所述變形部件的另一面上的所述應(yīng)變檢測元件的所述膠片印刷電路板連體形成并對折，將其相互對向的面分別粘接在所述變形部件的一面及另一面上。
全文摘要
一種傾斜傳感器，設(shè)有一端被支撐于與測定對象物成一體的傾斜基板(1)上、且在另一端具有配重部件(4)的平板狀的變形部件(3)和粘接在該變形部件(3)上的應(yīng)變檢測元件(5)、(6)；由膠片印刷電路板(7)和印刷于其表面的應(yīng)變電阻元件(8)、(9)構(gòu)成應(yīng)變檢測元件(5)、(6)，并通過應(yīng)變電阻元件(8)、(9)檢測變形部件(3)歪斜變形的變形量來求出測定對象物的傾斜。這種傾斜傳感器，是配有能容易歪斜變形的變形部件的輕量小形的傾斜傳感器。
文檔編號G01C9/12GK1437003SQ0310423
公開日2003年8月20日 申請日期2003年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月6日
發(fā)明者金尾一雄 申請人:阿爾卑斯電氣株式會社